Charles Babbage yn Dadansoddol Engine: Disgrifiad, nodweddion, hanes ac eiddo

Charlz Bebbidzh (1791-1871) - un o arloeswyr greu peirianneg gyfrifiadurol, a ddatblygodd gradd 2 gyfrifiaduron - Gwahaniaeth a Dadansoddol. Mae'r un cyntaf yn cael ei enw oherwydd yr egwyddorion mathemategol ar y mae'n seiliedig - y dull o wahaniaethau cyfyngedig. Mae ei harddwch yn y defnydd unigryw adio rhifyddeg heb yr angen am lluosi a rhannu, sy'n anodd eu gwireddu fecanyddol.

Mae mwy na cyfrifiannell

Gwahaniaeth Engine Babbage yn cynrychioli dyfais cyfrif. Mae'n gweithredu rhifau unig ddull sy'n gallu eu pentyrru yn barhaus yn ôl y dull o wahaniaethau cyfyngedig. Ni ellir ei ddefnyddio ar gyfer cyfrifiadau rhifyddol cyffredinol. Dadansoddol un peiriant Babbage yn llawer mwy na dim ond cyfrifiannell. Mae'n nodi y newid o rhifyddeg i mecanyddol cyfrifiadurol cyffredinol-bwrpas ar raddfa lawn. Ar wahanol gyfnodau o esblygiad syniadau Babbage, roedd o leiaf 3 prosiect. Felly, mae'n well i gyfeirio at beiriannau dadansoddol yn y lluosog.

Mae'r cyfleustra ac effeithlonrwydd peirianneg

peiriannau cyfrifiadurol Babbage yn unedau degol yn yr ystyr eu bod yn defnyddio 10 digidau 0-9, a digidol gan fod yn gweithredu yn unig gyda chyfanrifau. Gwerthoedd yw y gerau, ac mae pob categori ei roi i'w olwyn. Os bydd yn dod i ben mewn safle canolradd rhwng y cyfanrifau, y canlyniad yw anniffiniedig, a gweithrediad y peiriant yn cael ei rwystro, i ddangos yn torri gyfanrwydd y cyfrifiadau. Mae'n fath o ganfod camgymeriadau.

Bebbidzh hefyd yn ystyried y defnydd o systemau marw cyfrif heblaw degol mewn t. H. Binary a sylfaen 3, 4, 5, 12, 16 a 100. Mae wedi'i stopio ar degol, oherwydd ei bod yn gyfarwydd a pheirianneg effeithlonrwydd oherwydd diolch iddo lleihau'n sylweddol y nifer o rhannau symudol.

Engine Gwahaniaeth №1

Yn 1821, dechreuodd Babbage datblygu mecanwaith ar gyfer cyfrifo a polynomial tablu swyddogaethau. Mae'r awdur yn disgrifio fel dyfais ar gyfer cyfrifo yn awtomatig y dilyniant o werthoedd ag argraffu awtomatig o'r canlyniadau ar ffurf tabl. Rhan annatod o'r strwythur argraffydd yn cael ei ynghyd fecanyddol i'r adran cyfrifo. Engine Gwahaniaeth №1 cynrychioli'r dylunio cyflawn cyntaf i wneud y gwaith cyfrifo yn awtomatig.

O bryd i'w gilydd newidiodd Babbage ymarferoldeb y ddyfais. Dylunio 1830 yn cynrychioli peiriant a gynlluniwyd ar gyfer 16 o ddigid a 6 gorchmynion o wahaniaeth maint. Mae'r model yn cynnwys y 25 ain. Rhannau rhannu'n gyfartal rhwng yr adran argraffydd cyfrifiadurol a. Os bydd y ddyfais wedi cael ei adeiladu, byddai wedi pwyso tua 4 tunnell a byddai uchder o 2.4 m. Mae gwaith ar y Engine Gwahaniaeth Babbage ei stopio yn 1832, ar ôl anghydfod gyda peiriannydd Joseph Clement. cyllid cyhoeddus i ben o'r diwedd yn 1842

peiriant dadansoddol

Pan fydd y gwaith ar y peiriant gwahaniaeth arafu yn 1834, feichiogodd Babbage dyfais mwy uchelgeisiol, a oedd yn ddiweddarach enwyd mecanwaith cyfrifiadurol rhaglenadwy cyffredinol dadansoddol. Mae'r eiddo strwythurol y Babbage peiriant i raddau helaeth yn cyfateb i'r blociau sylfaenol y cyfrifiadur digidol modern. Rhaglennu yn cael ei wneud gan ddefnyddio cardiau tyllog. Mae hyn yn syniad ei fenthyg o'r wŷdd Jacquard, lle maent yn cael eu defnyddio i greu patrymau tecstilau cymhleth.

Mae strwythur rhesymegol y Babbage peiriant dadansoddol y bôn yn cyfateb i ddyluniad dominyddol cyfnod cyfrifiadurol electronig, sy'n awgrymu Cof ( "storfa") gwahanu oddi wrth y prosesydd canolog ( "felin"), gweithredu dilyniannol o weithrediadau a dulliau ar gyfer mewnbwn ac allbwn data a chyfarwyddiadau. Felly, mae'r teitl yn ddatblygiad arloesol o awdur technoleg gyfrifiadurol yn haeddiannol.

Cof a CPU

Mae'r Babbage peiriant yn "siop" lle rydych yn storio rhifau ac mae'r canlyniadau dros dro, yn ogystal â wahân "felin", sy'n executes prosesu rhifyddeg. Roedd ganddi set o 4 gwaith rhif ac yn gallu perfformio lluosi uniongyrchol a rhannu. Yn ogystal, mae'r ddyfais yn gallu perfformio gweithrediadau sydd erbyn hyn enwau beicio amodol ganghennog (iteriadau), microraglennu, prosesu cyfochrog, gosod, siapio pwls ac yn y blaen. N. Mae'r awdur o derminoleg o'r fath yn cael ei ddefnyddio.

CPU peiriant dadansoddol Charles Babbage, y mae ef o'r enw "y felin", yn darparu:

• storio rhifau, gweithrediadau y mae eu gwneud ar unwaith, yn y cofrestrau;
• Mae ganddo'r caledwedd i weithio gyda nhw gweithrediadau rhifyddeg sylfaenol;
• trosglwyddo o gyfarwyddiadau allanol hawdd eu defnyddio mewn rheolaeth fewnol manwl;
• system synchronization (cloc) i weithredu cyfarwyddiadau mewn trefn a ddewiswyd yn ofalus.

Mae'r mecanwaith rheoli peiriant dadansoddol yn gweithredu yn awtomatig ac yn cynnwys dwy ran: yr isaf y lefel, a reolir gan drymiau enfawr, a elwir casgenni, a lefel uchel gan ddefnyddio cardiau tyllog a gynlluniwyd ar gyfer Jacquard gwyddiau, yn cael ei ddefnyddio'n helaeth yn y 1800au cynnar.

dyfeisiau allbynnu

Canlyniad y cyfrifiadau yn cael ei arddangos drwy wahanol ddulliau gan gynnwys argraffu, cardiau punched, plotio a chynhyrchu awtomatig stereoteipiau - yr hambyrddau o ddeunydd meddal y mae'r canlyniad yn cael ei gynhyrchu print all wasanaethu fel ffurf ar gyfer bwrw y platiau ar gyfer argraffu.

dyluniad newydd

gwaith arloesol Dadansoddol Engine Babbage wedi cwblhau i raddau helaeth yn 1840 a dechreuodd i ddatblygu dyfais newydd. Yn y cyfnod 1847-1849 cwblhaodd y Engine datblygu №2 Gwahaniaeth, yn fersiwn gwell o'r gwreiddiol. addasiad hwn ei gynllunio ar gyfer gweithredu gyda rhifau 31-bit a gallai arwain at ffurf tabl unrhyw drefn 7fed polynomial. Roedd y dyluniad yn cain syml ac yn gofyn dim ond traean o'r nifer o rannau o'r model gwreiddiol, gan ddarparu pŵer iddi cyfrifiadurol gyfartal.

Y gwahaniaeth a'r Engine dadansoddol Charles Babbage defnyddio un dyluniad ddyfais allbwn, sydd nid yn unig yn gwneud y allbrint ar bapur, ond hefyd yn creu stereoteipiau a'u fformat ewyllys ei hun yn awtomatig yn ôl cynllun a bennwyd ymlaen llaw o'r gweithredwr dudalen. Ar yr un pryd, mae'n rhagwelir y posibilrwydd o sefydlu uchder llinell, nifer o golofnau, lled y cae, yn darparu rhesi plygu awtomatig neu golofnau a lleoli llinellau gwag ar gyfer darllenadwyedd.

treftadaeth

Ar wahân i nifer a grëwyd yn rhannol gan y modelau cynulliad a brawf mecanyddol o adrannau gwaith bach, nid oes yr un o'r strwythurau wedi cael ei roi ar waith yn llawn ar gyfer Babbage oes. Y prif gasglwyd yn 1832 y model yn rhan Beiriant 1/7 №1 Gwahaniaeth, a oedd yn cynnwys tua dwy fil. Pieces. Mae'n gweithio flawlessly hyd heddiw ac mae'r ddyfais gyfrifiadurol awtomatig llwyddiannus cyntaf sy'n gweithredu cyfrifiadau mathemategol yn y mecanwaith. Bu farw Babbage wrth fynd i ran arbrofol fach o'r Engine Dadansoddol. Mae llawer o fanylion y strwythur yn cael eu cadw, yn ogystal ag archif cyflawn o lluniadau a nodiadau.

Prosiectau cyfrifiaduron mecanyddol enfawr Babbage ystyried yn un o'r cyflawniadau deallusol rhyfeddol y ganrif XIX. Dim ond yn y degawdau diwethaf mae ei waith wedi ei astudio yn fanwl, ac yn y radd o bwysigrwydd yr hyn a wnaeth, yn dod yn fwy amlwg.